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中图分类号:C35文献标识码: A
前言:大量的科学实验研究和工程实践证明,房屋中的裂缝问题是普遍存在的,裂缝的产生由材料固有的物理特性而决定的,具有不可避免性,因而在一定程度上是允许的。房屋的破旧始于裂缝的形成,建筑物受设计图纸、材料特性、环境因素的影响、地基沉降等因素的影响,易造成裂缝的出现,因此在房屋安全鉴定过程中,应该多方面考虑房屋裂缝出现的原因,从而保证房屋的耐用性。
1 房屋裂缝的定义概述
裂缝是由固体材料特有的物理性质所决定的,某种不连续现象,是不可避免的,但要其有害程度控制在适当的范围。房屋物的裂缝的产生源于荷载和变形,结构材料的抗拉强度小于荷载时,构件会在薄弱处产生裂缝。房屋结构构件的裂缝大体分为两类:荷载裂缝与变形裂缝,其中3/4以上是变形裂缝,温度裂缝属于变形裂缝中最普遍、最复杂和最难解决的类型。变形裂缝一般在竣工后一两年的时间内出现,并持续增多,地基沉降两三年内保持稳定状态,干缩变形会在一两年内完成。温度裂缝在经过两年左右的时间,能稳定在可控的范围内,但随着季节的变换呈现周期变化。荷载裂缝由于不具有自行稳定的特点,荷载持续作用会持续发展,最终威胁到房屋结构的安全。
2 房屋裂缝的成因
2.1 温差变化产生的裂缝
据调查,温度的变化是房屋墙体裂缝的出现的主要原因,一些地区夏季屋顶或墙壁受到阳光直射影响,墙面温度最高可达65℃以上,冬季室外墙体最低温度可达-15℃以下,温差可达80℃以上。混合结构由不同的材料组成,具有不同的温度变化特性,例如混凝土的温度膨胀系数是普通砖砌体的两倍。房屋自身的整体结构之间相互约束,温差变化大,混土屋盖变形越大,当墙体某一点所产生的压力大于砖体的极限抗拉强度时,墙体就会产生裂缝。此外,具有硬度大、快硬性、失水快等特性的材料,如水泥等,裂缝产生的可能性越大。
2.2 地基沉降产生的裂缝
房屋地基土不均匀或松软时,极易发生不规则沉降,沉降量不同致部分材料产生相对位移,墙体承受巨大的剪力,随之产生附加应力,当结构的刚度、材料强度无法得到满足要求时,裂缝就会形成。斜向裂缝是因不均匀沉降产生最为常见的现象之一,会集中在窗台角的位置,具有砌体应力大、裂缝呈斜线状、纵墙抗弯度小等特点。
2.3 房屋设计和材料质量引起的裂缝
由于部分房屋在设计时,未考虑房屋所在位置的实际状况,忽视环境温度、材料结构刚度等因素的影响,设置的变形缝不符合规范,房屋图纸设计不合理,使混凝土在凝结的过程中产生应力,从而导致裂缝的出现。另外,房屋住户及使用者对工程材料结构不甚了解,把所有裂缝原因归于施工的材料质量上,这也从侧面表现出房屋用户对施工质量的信任度偏低,因而设计及施工者要重视质量问题。
2.4 建筑材料干缩、水分流失引起的裂缝
混凝土砌块及其他胶凝建筑材料,由于本身含水量大,随着温度的升高,材料易出现较大面积干缩。此类收缩裂缝,不会造成材料结构破坏,但会对墙体的外部美观造成影响。干缩稳定的混凝土材料,再次达到含水饱和时,会再次干缩,也称之为第二干缩,能达到第一次干缩的百分之八十,当砌块干缩所产生的应力大于极限强度时,便会产生收缩裂缝。
3 房屋安全鉴定的裂缝分析
3.1 判明房屋裂缝的受力性质
按照房屋裂缝受力性质及其破坏形式划分,可分为脆性破坏裂缝、塑性破坏裂缝两大类。脆性破坏是没有征兆的,突然发生的,一旦发生,会极大地破坏材料结构强度,从而引发受压构件裂缝,此类裂缝非常危险,必须加固或采取其余的安全措施。塑性破坏与脆性破坏截然相反,会有出现较为明显的变形或裂缝预兆,便于及时采取补救措施,其危险性较低。受拉构件、弯构件的正面截面拉力所产生的裂缝属于塑性破坏裂缝,裂缝对材料结构所产生的影响,受裂缝的位置、长度等情况变化而有所不同。
3.2 房屋裂缝稳定性的判定
混凝土结构构件裂缝,按扩展性质可划分为稳定裂缝、活动性裂缝及发展裂缝三类。稳定裂缝的宽窄度长时保持不变,活动性裂缝的宽度或长度受周围环境的影响而有所扩大,发展裂缝深度则随着时间的推移而增长。裂缝的产生是不能避免的,但裂缝若相对稳定、宽度也不大时,就属于安全构件,不具有危险性。若房屋裂缝随着时间的推移不断扩展,应力达到极限,承载力受到影响时,便需要及时采取补救措施。裂缝的稳定性,扩展性受环境的影响,因而在房屋安全鉴定中,应根据具体的条件加以分析与判定。
3.3 房屋结构构件变形分析
受荷载、气候条件等因素的影响,在长期使用中,房屋构件易出现变形及移位的问题。在对房屋结构变形进行分析时,应注意变形的稳定性、和发展性。基本稳定的变形属正常情况的变形,若发展很快,易破坏房屋组织结构,要及时采取措施来补救。一般情况下,结构地过度变形,反映着材料结构的刚度或稳定性不强,有材料本身的质量、断面尺寸、荷载等都是影响结构变形的因素。结构的变形不能直接反映房屋构件的强度,但会对结构构件的正常工作产生直接的影响。在房屋安全鉴定时,必须结合裂缝和构件的稳定性加以考虑。
4 房屋裂缝的防治及处理对策
4.1 温度变化裂缝的预防措施
混凝土结构屋面的伸缩变形是温度变化裂缝产生的直接原因。图纸设计阶段与施工,应该根据建筑物环境,布置屋面的保温层或隔热层,并避免高温施工。要留置伸缩缝,间距必须符合现行规范,以此来降低温差裂缝出现的可能,长度在1.2米以上的现浇混凝土挑檐,应设置20mm以下的分格缝。在阁楼层设置挤塑保温板,避免阳光直射,利用瓦面屋顶的波形空隙通风散热,降低屋面温度,防治裂缝的产生。对现浇板、混凝土结构进行施工时,应注控制水泥品种的选用和水泥用量,以减少温差,另外,可改进工艺技术,如在混凝土终凝前,采取二次震动,提高养护工艺。
4.2 地基不均匀沉降裂缝的防治
由于房屋地基沉降不均匀,部分材料产生位移,建筑物的安全性受到威胁,采取一铲灰,一块砖,一揉压的建筑方法可有效的裂缝的出现,同时在底层窗口下墙体配备钢筋,使砖瓦与构造柱连为一体。除此之外,在房屋安全检测中,应加强地基的检测,及时处理探测出的软弱部分,采用整体性好的材料,加强房屋的抗压能力。在图纸设计阶段,选择简单的结构,对门窗以及承重墙进行合理的布置。施工阶段中,要合理安排施工顺序,先搭建较重的结构,并加强沉降监测工作。
4.3 砌体材料的裂缝防治对策
施工过程中,不饱满或特殊的竖缝砂浆构造,会导致砌体材料产生裂缝。蒸压灰砂空心砖等砌体外观和尺寸良好,但受其本身特性的影响,对温差相对敏感,导致墙段中部及外墙窗产生竖斜裂缝。严格执行相关施工操作步骤,改进砖面造型,控制蒸压灰砂砖的含水量,保证空心砖在投入使用前处于稳定期是预防砌体材料裂缝出现的主要措施。
5 结束语
房屋的安全鉴定工作,与房屋住户的生命财产安全密切相关,具有十分重要的现实意义。房屋结构的裂缝问题,是影响房屋安全的主要因素,因此在房屋的安全鉴定中,应多方面分析结构裂缝的成因及处置方法,这也是也是房屋鉴定的目的之一。因此,工作人员只有对裂缝有了足够的认识,积累丰富的房屋鉴定知识,采取适当合理的施工方法,才能提升建筑的安全质量,为广大居民提供更加安全舒适的生活环境。
[参考文献]
[1] 王军松.浅析房屋安全鉴定中墙体裂缝成因及防治措施[J].城市建设理论研究,2012.
[2] 魏金科,吴泓.混凝土构件裂缝分析在房屋鉴定中的应用[J].住宅科技,2011.
关键词:房屋裂缝;裂缝分析;处理方案
房屋的裂缝问题是普遍存在的现象。就裂缝轻重程度而然,轻者影响其美观,重者影响其安全使用,甚至会造成不良的社会影响,尤其是用户反映十分强烈。由于用户对房屋的结构情况不甚了解,房屋一旦出现裂缝,使用户产生不安全感或恐慌,有的裂缝造成屋面、墙面、地面渗漏、门窗变形、外墙抹面脱落等现象,给用户带来许多烦恼。就裂缝的性质而然,可分为温度裂缝、沉降裂缝、施工质量因素裂缝、使用不当及维护不及时而产生的裂缝等。无论由何种原因引起的裂缝,都应高度重视,认真分析,找准裂缝“病源”,消除隐患。
一 、房屋裂缝的基本情况
经过这么多年的实践,笔者发现,在工程竣工交付使用时尺长会产生一些要么小、要么大、要么不规则、要么规则的裂缝。而这些裂缝时常会出现在墙和屋面板的交界地带、外墙和内纵墙的交接地带、现浇砼楼板之上、顶层端部的纵墙上、外墙内保温板室内的抹灰层上、内外墙抹灰面层上以及室内非承重隔墙上等等。然而,此类房屋裂缝的产生,既会给住户以心理上以及感官上带来很大的负面影响,又会促使建筑物的抗震性、持久性、整体性等降低。特别是对那些商品住宅的用户的危害更为严重,由于其都不大了解建筑知识,故问题一出现他们往往会在第一时间内找物业公司及开发商询问缘由,寻求解决方案,但也正因为如此会衍生出很多冲突、矛盾,出现社会问题。因此,怎样减少房屋裂缝并防止裂缝出现成为了我国当前施工技术人员及建筑设计人员急需解决的一大问题。
二、常见裂缝的类别的划分
一般来说,我们可以很简单地将裂缝划分成混凝土裂缝、砌体裂缝以及墙体抹灰面层裂缝三大类别。其中,砌体裂缝又有干缩裂缝及温度裂缝之分,而混凝土裂缝又可被划分成温度裂缝、梁板结构裂缝、收缩裂缝、空心板的顺板缝四大类;墙体抹灰面层裂缝主要涵盖了房屋裂缝等。在本文中,笔者将重点分析并论述房屋裂缝,并给出相应的处理方案。
二、裂缝原因分析
造成房屋开裂的因素很多,诸如施工质量、施工季节、材料性能、使用条件以及气温变化、工程地质条件等因素。归纳起来房屋裂缝的产生不外乎以下几种情况:①.温度产生的裂缝;②.沉降引起的裂缝;③.施工质量引起的裂缝。下面就上述裂缝的产生分别加以阐述。
1. 温度产生的裂缝:温度裂缝主要出现于体积较大的房屋表层抑或是温度变化较大的区域的房屋结构当中,一旦房屋施工完毕,就会形成很多水化热。但是,房屋表层的裂缝主要会出现在房屋建设的中间以及后期阶段。若温差变化太大抑或是房屋深受寒潮等的影响,房屋表层的温度会立马大幅降低,因而出现收缩现象,而表层收缩的墙体在内部墙体的束缚下就会形成极大的拉应力进而引发裂缝产生。房屋建筑一般由混凝土和砖砌体组成,而砖砌体的线膨胀系数仅为混凝土的一半。由于房屋结构之间的相互约束,加之温度的变化及两种不同材料的线膨胀系数的差异,使屋面与墙体产生温度内应力。因材料的线膨胀系数是不变,温差越大,产生的内应力也就越大,当建筑物某部位产生的内应力超过砖砌体所承受的抗拉、抗剪极限强度时,则该墙砌体必裂无疑―即出现温度裂缝。温度裂缝虽然不直接影响结构的安全使用,但若不及时加以处理和维修将对正常使用产生一定的不利影响,甚至使裂缝转化为不安全因素。举个例子,因温度裂缝造成屋面、墙面严重渗漏,这些都会给用户造成许多烦恼,有的墙体因裂缝进水,导致墙体抹面脱落,危及周围行人的安全等等。
2. 沉降引起的裂缝:由沉降引起的裂缝,主要是由于地基不均匀下沉引起的。事实上,沉降裂缝主要有以下特征:①.裂缝大多呈正反“八”字型,尤以底层窗子角部最为突出;②.部分纵墙或横墙出现水平裂缝。被调查的房屋,均处于该地区,地貌属于黄河三角洲冲积平原,土层分布多为粉土、淤泥质粘土、粉质粘土,属于软弱地基,地基土的压缩系数a1-2均大于0.2MPa,属于中高压缩性土,许多地段还可能存在厚度不均的软弱下卧层,且大多建设单位在工程地质资料不详或没有进行钎探的情况下进行房屋建设,因此使房屋沉降的原因分析较困难。但房屋沉降的原因也不外乎下列几中情况:①.该房屋地基基础下存在软弱下卧层;②.实际使用荷载大于设计荷载;③.施工质量因素;④.房屋基础的设计与工程地质资料不符。
3. 施工质量引起的裂缝: 工程施工阶段是使业主及工程设计意图最终实现并形成工程实体的阶段,也是最终形成产品质量和工程项目使用价值的最重要阶段。在大多数人看来,施工质量对裂缝的影响十分明显,尤其是住户,把所有的裂缝原因全归罪于施工质量,虽然这种言论具有片面性和不确切性,但这也反映了用户对施工质量的信任程度和对质量的要求。因此,施工质量不容忽视。由施工质量引起的裂缝是多种多样的。可以说任何房屋的裂缝都有可能与施工质量有关。如温度裂缝,由于屋面保温厚度、保温材料或墙体强度不满足设计要求等等都可能导致裂缝的发生或扩大;砌体的砂浆饱满度不满足要求,也能造成墙体裂缝或门窗变形。因为,当每皮砖砌筑的砂浆不饱满时,建成使用后,随着荷载不断增加使砌体压缩变形,当砌体压缩不均匀时,墙体就会产生裂缝,若砌体压缩均匀时,可导致门窗变形使玻璃破碎。施工质量问题也可能引起沉降裂缝,因为,当基槽开挖后,地基土扰动而形成橡皮土或基础的施工不满足设计要求等都可能引起地基基础的不均匀沉降。实践证明,很多房屋的外墙、地面产生不规则的裂缝,用锒头敲打和凿开后,发现墙体、地面并没有裂缝。这种裂缝纯属施工质量形成空鼓现象而导致裂缝。综上所述,施工质量对房屋的使用价值是显而易见的。
三、裂缝的处理方法
造成房屋出现裂缝的原因是多方面的,但不管哪种原因造成的裂缝,都会对房屋产生不同程度的不利影响。首先破坏了房屋的整体性,改变了结构构件原有工作状态,降低了房屋的抗震能力和承载能力,降低了房屋结构的可靠度和内久性;其次是影响房屋的正常使用。因此,要针对裂缝出现的原因和开裂程度,对裂缝房屋进行必要的处理,具体措施如下:
1.加固法。这种方法旨在提高房屋的整体性和结构构件的承载能力。如锚杆拉结法、钢筋网片水泥砂浆抹面法、压力自动灌浆法或地基加固法。
2.在设计过程中,要对屋面的结构形式多加重视,尽可能地应用瓦屋盖或者坡屋顶,尽量选取保温技术,充分运用新的保温效果更好的外保温材料和工艺,从而确保房屋施工的质量水平。
3.卸载法。对房屋层数较多、地基变形较重、使用荷载较大且不易进行加固的情况,可采用降低使用荷载、拆除不必要的附属重物,甚至减少房屋层数。
4.结合维修进行功能改造法。对房屋开裂较重的顶层或端部转折处,在无加固价值的情况下,可将该处拆除重建,或改变原有房屋的使用功能。
以上处理措施根据具体情况可单独采用,也可综合采用,但总的原则是行之有效、措施得力、施工方便、经济美观。
[关键词] 砌体结构;不均匀沉降,裂缝,预防措施。
砌体属于脆性材料,裂缝的存在降低了墙体的质量,如整体性、耐久性和抗震性能,同时墙体的裂缝给居住者在感观上和心理上造成不良影响。特别是随着我国墙改、住房商品化的进展,人们对居住环境和建筑质量的要求不断提高,对建筑物墙体裂缝的控制的要求更为严格。由于建筑物的质量低劣,如墙体裂缝、渗漏等涉及的纠纷或官司也越来越多,建筑物的裂缝已成为住户评判建筑物安全的一个非常直观、敏感和首要的质量标准。裂缝的产生主要由材料因素、施工因素、温度因素、地基不均匀沉降造成的,本文仅对由地基不均匀沉降造成的裂缝分析并提出相应处理措施。
1、产生墙体裂缝原因的分析
如果房屋建筑在高压缩的土层上,往往由于传到土层上的荷载不均匀,造成房屋基础下土层压缩的不均匀。此时,建筑物中心处地基的压缩层达到最大深度,而建筑物中心到周边,压缩层深度逐渐减小,在建筑物周边具有同类土的水平界限处于不受力的状态。
土的变形,除了因静荷载作用使土受压缩产生,还可能由于:地下水冲刷在土中形成空隙,施工时机械等使土受振动,地下水的变化,土的冻融循环引起土的破坏,或房屋周边有不同的容许持力层。
除上述因素与外部各种影响产生不同性质和不同程度的土的变形以致房屋产生裂缝,往往可能是由下列房屋及建筑物本身的特点造成的,房屋及建筑物对地基作用不均匀的荷载,同一建筑物采用不同的基础形式,同一房屋或两个相邻房屋中并列基础的相互影响,在原有房屋旁接建新的工程等造成。
土本身的性质和房屋结构的特点引起的不均匀沉降,可能使房屋出现裂缝,在不利条件下,例如,在地基发生最大不均匀沉降处,基底下土有软弱下卧层,上述影响将叠加,更加不利。
2、预防不均匀沉降导致墙体裂缝的措施
为了避免或预防由于地基不均匀沉降导致的墙体裂缝,在地基基础设计时应考虑上部结构与地基基础的共同作用,首先考虑在建筑、结构和施工方面采取减轻不均匀沉降危害的措施,必要时才采取其它的地基基础方案。
建筑措施
建筑物体型力求简单整齐,体型简单的建筑物,其整体刚度大,抵抗变形的能力强,因此,在满足使用要求的前提下,软弱地基的建筑物应尽量采用简单的体型,如等高的“一”字形。平面形状复杂的建筑物(如L、T、H形等),由于基础密集,地基附加应力互相叠加,在建筑物转折处的沉降必然比别处大,加之这类建筑物的整体性差,各部分的刚度不对称,因此很容易因地基不均匀沉降而开裂。
各单元的高度和荷载不宜相差过大,砖混结构的特点是荷载和沉降量均较大,其刚度取决于长高比和横墙间距,三层以上房屋,其长高比L/H 宜小于或等于2.5,当长高比为2.5
当建筑物体型复杂或长高比过大时,宜用沉降缝将建筑物分割成两个或多个独立的沉降单元,每个单元一般应体型简单、长高比小、结构类型相同以及地基比较均匀,这样的沉降单元具有较大的整体刚度,沉降比较均匀,一般不会再开裂,另外应使相邻建筑物基础间保持一定净距。决定基础间净距的主要指标是受影响建筑(被影响者)的刚度(用长高比来衡量)和影响建筑(产生影响者)的预估平均沉降量,后者综合反映了地基的压缩性、影响建筑的规模和重量等因素的影响。
结构措施
建筑物自重(包括基础及覆土重)在基底压力中所占的比例很大,民用建筑可达3/5以上,因此减轻建筑物自重可以有效的减少地基的沉降量,例如减少回填土或采用轻质回填材料,选用轻型结构,从而减轻基础上的荷载和地基变形,扩大基础底面积,从而减少基底附加压力,选用有一定厚度的,地基承载力较高的土层做基础持力层。在各层平面内设置钢筋混凝土圈梁,增强建筑物刚度,也是防止砖墙出现裂缝和阻止裂缝开展的一项有效措施。圈梁的布置,多层房屋宜在基础面附近和顶层各设置一道,其它各层可隔层设置(必要时可层层设置),位置在窗顶或楼板下面,圈梁必须与砌体结合成整体,每道圈梁应贯通全部外墙、承重内纵墙及主要内横墙,如楼梯间窗洞没法联通,应安要求搭接处理,如果墙体应开洞过大而受到严重削弱,且地基又很软弱,还可考虑在削弱部位适当配筋,或利用钢筋混凝土边框加强。
地基处理。当天然地基在上部结构的自重及外荷载作用下产生过大的变形时,会影响建筑物的使用,特别是超过建筑物所能容许的不均匀沉降时,结构可能开裂破坏。因此,对天然地基进行处理,可以有效提高地基土的承载能力或减少地基变形。根据地基处理原则、地基处理目的、地基处理性质,地基处理可分为换填垫层法,排水固结法,振密及挤密法,托换等多种方法。从设计上,要根据地质资料和场地地基实际,结合施工条件,材料供应情况和技术经济比较,采取地基处理多方案比较,选择适当的人工地基处理方法,使地基处理既经济合理,又安全可靠。
选用适当的基础方案。例如加强基础刚度,当建筑物各部分荷载相差较大时,可按照变形控制的原则,调整基础的形式,大小和埋置深度,以减少不均匀沉降,同一建筑物的基础宜采用相同形式和把基底埋置在同一标高上,当多层建筑物的荷载较大时,宜设置半地下室或全地下室的补偿基础形式。
施工的注意问题
遵照先重(高)后轻(低)的施工程序,必要时还应在重建筑物竣工后间歇一段时间,再建造轻的临近建筑物。在已建建筑物周围,不宜堆放大量的建筑材料或土方等重物,以免地面堆载引起建筑物产生附加沉降。在进行降低地下水位及开挖深基坑时,应密切注意对临近建筑物可能产生的不利影响,必要时可以采用设置截水帷幕、控制基坑变形量等措施。对于淤泥及淤质粘土,机械开挖到基底设计标高,宜保留200mm厚原土,待施工混凝土垫层时采用人工开挖,减少扰动,如发现坑底软土被扰动,可挖去扰动部分,用砂、碎石等回填处理。
3、结论
产生砌体结构不均匀沉降导致的裂缝的因素是多方面的,墙体裂缝的危害性和处理方法也不能一概而论,具体处理时应对症防治,预防为主。
参考文献
[1] GB50003-2001 砌体结构设计规范
[2]GB50010-2002 混凝土结构设计规范
[3] GB50011-2001 建筑抗震设计规范(2008 年版)
关键词 房屋建筑;维修加固;施工技术
1 工程概述
1,1工程概况
某住宅建筑建设于上世纪90年代初期,原为三层砖混结构,10年后加至四层,局部五层,建筑面积1600m2,基础为浆砌毛石条基,横墙承重,内外墙厚均为240mm,1-3层采用红砖砌筑,4―5层墙体采用红砖和混凝土小型砌块混合砌筑,楼层面板结构均为预制圆孔板。
该建筑使用至今已近有20年,又增加两层,现外阳台有明显倾斜现象,2007年经危房鉴定办鉴定为危房,若拆除整栋楼,根据现规划要求将不能在原位建造,决定对该房屋进行加固、装修改造,在加固前须对该房物进行检测鉴定,明确其危险部位及危险程度。
1,2房屋检测分析
通过检测鉴定该建筑物是否危房,查明是否存在结构安全隐患,确定安全隐患性质、部位,提供初步处理参数。
整栋房屋的安全鉴定等级为Csu级,根据检测结果对相。应部位应采取加固处理措施;按业主要求:剪了立面美观,增设门厅,加大厕所;加固处理完后再进行室内外装修。
2 建筑结构下部加固施工处理
本工程中砖混结构房屋基础采用浆砌毛石条形基础,持力层为硬塑粘土,fak=210kPa,⑦、⑧轴线处基底平均压力大于地基承载力持征值,厕所加宽、墙体加固后荷载有所增加,原基础底面宽度为0.64m,基础底面竖向力值Fk>205kN,经计算加宽宽度不应小于0.2cm。考虑到新加部分硷基础不易与原毛石基础锚固,采用抬梁法。
基础加宽技术适用于既有建(构)筑物的地基承载力或基础面积尺寸不满足设计要求时的加固。基础加宽的费用较低,施工也较方便,有条件时应优先考虑,除非周围场地限制或基础埋置深,对周围环境影响较大,要开挖大量土石方,直接导致加固费用增加等原因不宜采用此技术。基础加宽应重视加宽部分与原有基础部分的连接,对刚性基础加宽后应满足刚性角要求,对柔性基础应满足抗弯要求。
当既有建(构)筑物的基础产生裂缝或基底面积不足,可用混凝土套或钢筋馄凝土套加大基础。基础底面积扩大对原基础的抗冲切和底板的抗弯是不利的。即使原基础的抗冲切承载力和底板抗弯承载力满足设计要求,基础底面积扩大后也需要重新复核。如果复核结果不满足要求,则需要在增加底面积的同时增加截面高度。
2,1加宽形式
2,1,1当原条形基础承受中心荷载时,可双面加宽;
2,1,2单独柱基,可沿基础底面四边扩大加固;
2,1,3原基础受偏心荷载或受相邻建(构)筑物基础条件限制时,沉降缝处的基础或为不影响室内工作使用时可用单面加宽基础方法。
2,2加固施工主要工艺
2,2,1为使新旧基础连接牢固,在灌注混凝土前应将原基础凿毛刷洗干净,再涂一层高强度水泥浆或涂混凝土界面剂,沿基础高度每隔一定距离设置锚固钢筋。当采用钢筋混凝土套加固时,加宽部分的主筋应与原基础内主筋相焊接;也可在墙脚或圈梁钻孔穿钢筋,再用环氧树脂填满,穿孔钢筋必须与加固筋焊牢。
2,2,2对加套的混凝土或钢筋混凝土的加宽部分,其地基上铺设的垫料及其厚度应与原基础垫层的材料和厚度一致,使加套后的基础与原基础的基底标高和应力扩散条件相同和变形协调。
2,2,3对加宽部分基础应按长度1.5―2.0m划分成许多单独区段,分别进行分批、分段、间隔施工,绝不能在基础全长范围挖成连续的坑槽和使全长范围地基土暴露过大,以免导致地基土浸泡软化,使基础产生很大的不均匀沉降。
2,2,4为了不扰动原基础,新加基础的深度不宜超过原有基础,一般与原基础相同。
3 建筑结构上部加固施工处理
3,1砖砌体喷补加固墙面
3,1,1对加固的墙面应铲除粉刷层并打毛,应将较宽的裂缝凿成宽50mm,深50mm的“V”,型槽,需配筋的砖墙,应钻锚固筋孔,孔距800―1200mm,被加固墙面处理结束后应用高压水冲洗干净。
3,1,2钢筋网应用拉筋或锚固筋(螺栓)拉结或锚固于墙上,钢筋网纵向筋的下端应伸人地板,地板在沿墙板处宽约为10mm的水泥砂浆层,应事先凿去,纵向筋插入后,用1:2水泥砂浆填好,纵向筋的上端至楼板下表面,间隔地中断一根,穿过楼板(事先钻孔)一根;或全部中断,另用短钢筋穿过楼板,上下搭接,搭接长度为30倍以上钢筋直径。穿过纵筋后应用1:2水泥砂浆将孔填实。
3,1,3钢筋网的横向筋墙角处,可弯折90°与垂直墙横向筋连接。如拐角处垂直墙不须加固时,可采用与地板连接的方法处理。
3,1,4在喷射混凝土前,被喷表面上最好设喷补厚度标记。加固的墙柱表面要求外观平整时;喷射混凝土结束后,立即用刮板刮平,终凝以后抹20―30mm厚1;2水泥砂浆找平层。
3,2粘贴碳纤维布加固墙体局部裂缝
本工程在装修过程中发现局部墙体有裂缝,在裂缝处理上,传统的加固方法一般采用对墙体裂缝进行灌浆处理或直接对裂缝进行封闭处理,然后外加钢筋网片面层的方法。但从以往的加固经验看,这2类加固方法对温度裂缝这类反复变形裂缝的处理效果不太明显。根据近年来采用粘贴碳纤维布的方法对墙体裂缝进行处理取得的良好的加固效果,在施工过程中,采用如下处理方案。
3,2,1墙面处理。首先将墙体原裂缝两侧剔除500mm宽抹灰,将墙面清除干净并对墙面进行打磨。对于墙面凹处采用高标号水泥砂浆进行处理,待水泥砂浆达到强度后方可进行打磨;
3,2,2裂缝灌浆处理。对于宽度较大的裂缝,应进行压力灌浆;
3,2,3涂底层树脂;
3,2,4粘贴碳纤维布。跨缝进行粘贴碳纤维补处理,每侧碳纤维布长度为30mm,中线间距按30rmn。在粘贴碳纤维布时应注意:应保证碳纤维布方向与裂缝方向垂直;
3,2,5表面抹灰。粘贴完毕后,抹灰保护。
3,3纤维增强复合材料加固屋面粱
3,3,1粘贴碳纤维布之前首先卸下原预制屋面板荷载,铲除粱面抹灰,并对硷表面进行打磨,梁底角倒圆角,然后用吹风机清除混凝土表面灰尘,保持混凝土表面的清洁干燥;
3,3,2用滚筒刷将底层树脂CFP均匀涂刷于混凝土表面,不平整处用找平材料CFE填补平整,待树脂表面干燥后再进行下一步工序施工;
3,3,3按粘贴尺寸裁剪碳纤维布;将浸渍树脂CFR均匀涂抹于所要粘贴的部位,用特制的滚筒沿纤维方面多次滚压,挤除气泡,并使浸渍树脂充分浸透碳纤维布,滚压时不得损伤碳维布;第二层粘贴重复上述步骤;在最后一层的碳纤维布的表面均匀涂抹浸树脂;
3,3,4梁底碳纤维布的纤维方向平行于梁轴线方向,梁侧碳纤维布的纤维布的纤维方向垂直于梁轴线方向。梁底粘贴两层碳纤维布(每层厚O,167ram),梁侧粘贴一层碳纤维布。
【关键词】砌体;强度;砌筑;质量
砌体结构是由砖、石材、砌块等块材通过砂浆砌筑而成的结构。由于造价低廉,易于就地取材,有良好的耐火性、较好的化学及大气稳定性,并有较好的保温隔热性能,施工可以不需用大型机械设备,施工操作简便等特点;目前,在全国各地的中、小城市仍有广泛的应用。然而,近年来由于种种原因,砌筑结构发生的质量事故比较频繁,工程技术及管理人员必须认真分析总结。
1. 设计方面引起结构质量事故的主要因素
(1)不精心设计,图纸内容粗糙、不准确。
有许多工程甚至是套用旧图纸,使用时也未经校核;有时参照别的图纸,但荷载增加了,而未作计算。有的虽然作了计算,但因少算或者漏算荷载,使得砌体承载力不足,如再遇上施工质量不佳,常常引起房屋倒塌。如某小学教学楼,二层砖混结构,工程接近完工时,突然倒塌,造成多人伤亡。事后查明,该工程只是参考一般混合结构布置,草草画了几张平面、立面、剖面草图就进行施工,而且使用低质小窑砖,经事后测定砖的强度不足,等级为MU5,砂浆只有M0.4,结构承载力严重不足,房屋倒塌已成定局。
(2)不进行方案优化,尤其不考虑空旷房屋承载力降低因素。
一些礼堂、食堂、车间,层高大、横墙少,导致房屋的空间刚度很差、大梁下局部压力大,很容易引起质量事故。一般情况下大梁支承于砖墙上,可按简支梁进行内力分析。构造上做成能实现铰接(梁端可有微小转动)的条件,比较好的做法是梁垫预制,而不是与梁整体现浇。再就是遇到空旷房屋,可按框架结构计算内力来复核墙体承载力,若墙体不足以承载由此而引起的约束弯矩,建议采用钢筋混凝土框架结构,或者将窗间墙改为加垛的T形截面。有的设计人员注意了墙体总的承载力计算,但忽略了墙体高厚比和局部承压计算。高厚比不足会引起失稳破坏,而局压不足、又未设梁垫,或梁垫尺寸过小,则会引起局部砌体压碎,进而造成整个墙体倒塌。
(3)重计算、轻构造。
圈梁、构造柱的设置可以提高砌体结构的整体性,在意外事故发生时可避免或减轻人员伤亡及财产损失,尤其是抗震设防地区。
2. 施工方面引起结构质量事故的主要因素
(1)原材料质量好坏,直接影响砌体结构的施工质量及其承载力。水泥(灰)、砂子、水、掺合料等组分的成分、含量以及配合比的准确性,都会严重影响到砂浆的使用性能和强度,导致砌体承载力下降,施工中必须按照国家现行规范严格控制;块体材料的等级(强度)也必须满足设计和相关标准的规定。实际工程中原材料的质量问题,导致砌体结构质量事故的概率约占30%以上,必须引起高度重视。
(2)砌体质量好坏很大程度上取决于砌筑质量,施工中除应掌握正确砌筑方法外,还须做到灰缝横平竖直、砂浆饱满、组砌得当、接槎可靠。以保证砌体有足够的强度与稳定性。施工管理不善、工序不到位、质量把关不严是造成砌体结构事故的重要原因。其中砌体接槎不正确、灰浆不饱满、组砌不当及砖柱采用包芯砌法等引起的结构频率很高。
(3)砌筑时在墙上任意开洞、留设脚手眼及沟槽等,砌体上施加了荷载或脚手架拆除后未及时填补洞(槽)、脚手眼等,都会过多地削弱墙体的有效面积,影响其稳定性。再者,墙体前期强度较低,而施工荷载又大,很容易造成墙体失稳倒塌。施工中应严格按照工程设计图纸及《砌体工程施工质量验收规范》GB50203-2002的具体要求和规定进行留设。有的墙体比较高、横墙间距又大,当楼(屋)面结构未施工形成整体结构时,墙体处于悬臂状态,且砌体初期强度又不高,施工中如不注意临时支撑加固,遇上大风或水平施工荷载等不利因素时,必将造成失稳破坏和伤亡事故的发生。
(4)采用冻结法施工的砌体,解冻前应制定切实可行的观测、加固措施,留置在砌体中的洞(槽)、脚手眼等应及时填砌完毕,并清除房屋中剩余的建筑材料、机具等施工荷载,有条件时,解冻期间应暂停振动作业。保证砌体对强度、稳定和均匀沉降等的要求,防止砌体发生位移、倾斜及倒塌事故。
3. 砌体常见裂缝分析
(1)地基不均匀沉降引起的裂缝。
地基发生不均匀沉降后,沉降大的部分与沉降小的部分砌体之间产生相对位移,从而使砌体中产生附加的拉力过者剪力,当附加内力超过砌体的强度时,砌体中便产生了裂缝。
(2)地基冻胀引起的裂缝。
地基土层温度降到0℃以下时,冻胀土中的上部开始冻结,体积膨胀,向上隆起产生冰胀应力,而这种应力大小又是不均匀的,从而引起砌体开裂。
(3)温差引起的裂缝。
由于温度变化不均匀使砌体产生不均匀收缩,或者砌体的伸缩受到约束时,都会引起砌体开裂。此外由于混凝土屋盖、圈梁与砌体的温度线膨胀系数不同,在温度变化时,亦会引起裂缝。
(4)地震作用引起的裂缝:
与钢结构和混凝土结构相比,砌体结构的抗震性是较差的。固应严格遵守抗震规范、按规定设置圈梁及构造柱及其他抗震措施。
(5)因承载力不足引起的裂缝。
如果砌体的承载力不足,则在荷载作用下,将出现各种裂缝,以致出现砌体被压碎、断裂,崩塌等现象,导致结构失效。因承载力不足而产生的裂缝必须加固处理。
4. 裂缝预防
4.1防止裂缝的建筑措施。
为了防止砖混结构的房屋裂缝,在房屋总体布置方面应作以下考虑:
(1)在宽度10~15m多层房屋总体布置或群体建筑中插建时,高大房屋与低小房屋的距离宜控制在10~12m左右。在此距离不能满足时,应辅以其他措施。
(2)高大房屋与低小房屋相距较近时,低小房屋的边长宜平行于高大房屋的相邻边。
(3)低小房屋与高大房屋相距较近,刚度又较差,同时在施工时又不能很好安排,而且其长边与高大房屋相邻边垂直,应将低小房屋作分段处理。
4.2在结构措施方面应考虑的因素。
(1)在下列情况下应设置沉降缝:房屋高低差别较大或荷载差别较大时,应设沉降缝,将高度或荷载不同部分分开;房屋平面形状比较复杂时,不论高低都要分开;地基不均匀时,结构类型不同时,地基方法处理不同时,房屋部分有地下室、部分无地下室,分期建造时应分开。
(2)在有高低差别或荷载差别大的单元组合房屋中,若需设置地下室时,地下室则宜设置在较高或较重单元下,这样可减少高低或轻重单元之间的差异沉降。
(3)在单元或分段单元内,合理布置承重墙,尽量使纵墙拉直、拉通并贯穿房屋全长,避免中断、转折。横墙间距宜不超过房屋宽度的1.5倍或20m。
(4)在砖墙中设置钢筋混凝土圈梁。圈梁高应不小于180mm,配置的纵向钢筋应不小于410,必要时梁高和钢筋还需加强。
(5)圈梁布置应沿房屋外墙四周封闭,内纵墙上亦应有圈梁拉通,有关距离应按规范设置。
(6)开窗面积应适当控制。墙身局部开孔削弱过大时,应采用钢筋混凝土框、梁等构造补强。
(7)对防裂要求较高的房屋,不宜采用中间设置柱子、四周为承重砖墙的内框架结构形式。
(8)用油毡将屋面板与墙顶分割开,做成滑动面。为了保证滑动面平整,铺油毡前用砂浆严格找平,油毡以铺两皮为宜。
(9)为了减少平面房屋顶层两端“八”字形裂缝,必要时可在顶层裂缝敏感区的墙两侧加钢筋网片。
(10)平屋面隔热层宜做在屋面结构层上面。
(11)温度伸缩缝和沉降缝缝内需保持畅通,不得填塞。
(12)屋面保温层与整浇层与女儿墙侧面脱开。
(13)为了防止底层窗台上出现裂缝,可在底层窗台墙中配置通长的细钢筋,或把窗台线做成小型钢筋混凝土过梁,或在窗台下作反拱。
(14)大梁搁置在墙上时,在大梁支座下应设置钢筋混凝土梁垫。
4.3处理砌体裂缝的常用方法。
处理砌体裂缝的常用方法有:表面修补,如填缝封闭、加筋嵌缝等;校正变形;加大砌体截面;灌浆封闭或补强;增设卸载结构;改变结构方案,如增加横墙,将弹性方案改为刚性方案,柱承重改为墙承重,砌体结构改为混凝土结构等;砌体外包钢丝网水泥,或钢筋混凝土和钢结构;加强整体性,如增设构造柱、钢拉杆等;表面覆盖,对建筑物正常使用无明显影响的裂缝,为了美观的目的、可以采用表面覆盖装饰材料,而不封堵裂缝;将裂缝转为伸缩缝:在外墙出现随环境温度而周期性变化、且较宽的裂缝时,封堵效果往往不佳,有时可将裂缝边缘修直后,作为伸缩缝处理;其他方法:若因梁下未设混凝土垫块,导致砌体局部承压强度不足而裂缝,可采用后加垫块方法处理,对裂缝较严重的砌体有时还可以采用局部拆除重砌等。
5. 砌体的加固方法
5.1扩大砌体的截面加固:
适用于砌体承载力不足但裂缝尚属轻微,要求扩大面积不是很大的情况。要求砖的强度等级与原砌体相同,而砂浆宜提高一级同时≥M2.5。具体方法有新旧砌体咬槎结合及钢筋连接两种方法。
其中:N——荷载产生的轴向力设计值
——由高厚比及偏心距查得的承载力影响系数
f、f1——分别为原砌体和扩大砌体的抗压强度设计值
A、A1——分别为原砌体和扩大砌体的截面面积
5.2外加钢筋混凝土加固:
一般适用于砖柱。外加钢筋混凝土。可以是单面的、双面的和四面包围的。竖向受压钢筋可用8~12,横向钢箍可用4~6。
5.3外包钢加固:
适用于加固砖柱和窗间墙。用水泥砂浆把角钢粘贴于被加固砌体四角,并用卡具临时夹紧固定,然后焊上缀板而形成整体。具有快捷、高强等优点。
其中:fa′——加固型钢的抗压强度设计值
Aa、Aa′——分别为受压或受拉加固型钢的截面面积
Nav——由于缀板和角钢对砖柱约束而提高的承载力
σa——受拉肢型钢Aa的应力
5.4钢筋网水泥砂浆层加固:
首先在整个墙体两侧面绑扎钢筋(丝)网片,并用穿墙筋对拉固定后再抹以水泥砂浆层,形成组合墙体,用以提高砌体的承载力及延性。必要时水泥砂浆保护层可据设计要求厚度用支模灌注的细石混凝土层代替,加固效果更好。